金属层1工艺的制造流程

金属层1工艺是指形成第一层金属互连线，第一层金属互连线的目的是实现把不同区域的接触孔连起来，以及把不同区域的通孔1连起来。第一金属层是大马士革的铜结构，先在介质层上挖沟槽，再利用电镀（Electro Chemical Plating, ECP）在沟槽里填充 Cu。

1） M1 光刻处理。通过微影技术将 M1掩膜版上的图形转移到晶圆上，形成 M1光刻胶图案，M1区域上保留光刻胶。CT作为 M1光刻曝光对准。图4-240所示为电路的版图，工艺的剖面图是沿 AA'方向，图4-241所示为M1光刻的剖面图。图4-242所示为M1显影的剖面图。

2） 测量 M1 光刻的关键尺寸。

3）测量 M1套刻数据。收集曝光之后的 M1 光刻图形与 CT对准图形的套刻数据。

4）检查显影后曝光的图形。

5） M1硬掩膜干法刻蚀。利用干法刻蚀去除没有光刻胶覆盖的 TiN 区域。图4-243所示为M1硬掩膜刻蚀的剖面图。

6）去除光刻胶。通过干法刻蚀和湿法刻蚀去除光刻胶。图4-244 所示为去除光刻胶的剖面图。

7）测量 M1的关键尺寸。收集刻蚀后的 M1的关键尺寸数据，检查 M1 的关键尺寸是否符合产品规格。

8）M1干法刻蚀。干法刻蚀利用CF4，CHF3和 CO 等混合气体产生等离子电浆刻蚀 Si-COH 层，SiCN 作为停止层。

9）去除ESL SiCN 层。利用湿法刻蚀去除SiCN层。图4-245所示为去除SiCN 层的剖面图。

10）淀积 Ta/TaN。利用PVD淀积Ta/TaN。预淀积一层 Ta/TaN 有助于后续的Cu 附着在氧化层上，因为Cu与氧化物之间的粘附性很差，如果没有Ta/TaN的辅助，Cu 层很容易脱落。另外Cu在氧化物中很容易扩散，Ta/TaN 层作为阻挡层可以有效地防止Cu扩散。

11）淀积Cu 薄籽晶层。利用PVD淀积一层Cu 薄籽晶层。预淀积一层厚度约500A的Cu 薄籽晶层，Cu薄籽晶层作为电镀的阴极。图4-246所示为淀积Cu薄籽晶层的剖面图。

12）电镀淀积铜。利用ECP 电镀淀积一层铜作为金属连接层，化学溶液是 H2SO4，CuSO4和H2O。图4-247所示为电镀淀积铜的剖面图。

13）Cu CMP。利用CMP去除表面多余的铜，防止不同区域的金属线短路，留下Cu填充金属互连线区域。氧化层作为CMP的停止层。CMP 终点侦察器侦查到 IMD1 硅玻璃的信号，但还要考虑工艺的容忍度，防止有铜残留造成短路，所以侦查到终点时，还要进行一定时间的工艺。图4-248所示 CuCMP 的剖面图。

14）清洗。首先利用NH4OH和H2O清洗，再使用 HF:H2O（100:1）清洗，最后用超纯净水清洗，得到清洁的表面。